分布式光伏并网接入箱

分布式光伏并网接入箱　杨青书。　。（１．国网电力科学研究院，江苏南京２１　１　０００；　２．国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京２１　１　０００）　摘要：一款新型智能分布式光伏并网接入箱，适用于村集体集中接入、集中计量、全部上网的分布式光　伏发电系统，装机总容量设计为８０～４００　ｋＷ。该装置具备分布式光伏发电保护、电能质量监测、并网　点开关信息状态监控、信息加密安全防护、检有压合闸与失压跳闸等功能，内置一款配电智能终端，实　现分布式光伏管控中心对并网点信息的实时监测与管理，同时也可接入现有集抄系统实现电量信息远传，　传送至相关部门。　关键词：分布式光伏；接入箱；专用断路器；加密　中图分类号：ＴＭ７２７　文献标志码：１３　文章编号：１　００３—０８６７（２０１　７）１　０－００５３—０３　近两年光伏扶贫的关注热度持续升温，“国家太ＰｉｒｍＰ，　“十三五”规划征求意见稿”文件内容中指出，“十三五”　时期，　伏扶贫工程总规模１５　ＧＷ。每年建设规模约　３　ＧＷ，占全国年新增光伏发电装机的２０％。“十三五”期　间，光伏扶贫工作将在全国遍地开花，按照国家扶贫办１＝　作小组要求，光伏扶贫工程将覆盖已建档立卡的无劳动能　力约３００万贫困户，为贫困户带来每户每年至少３０００元　的现金收人。　・一批执蚌　舞凡辅　相关部门已经开始制定光伏扶贫具体实施细则，力　争为贫困同胞提供清洁、阳光、可收益的精准光伏能源，　．＿＿逆蹙勰　一　ｒ　把了己污染、节能环保且能产生经济效益的太阳能发电产品　带给贫困家庭。按照国家电网公司制定的光伏扶贫工程典　图１系统方案接入示意图　型设计准则，分为集中接人和分散接入两种方式，集中接　光伏并网接入箱安装在配电变压器低压侧，三路光伏　入又　ｒ分为专用柱上变压器集中接入和共用柱上变压器低　电源可经过一个并网接人箱并到大电网中，配电变压器的　０　ｋＶ线路之间安装跌落式熔断器，起到保护作　压专线接人，分散接人是指低压公共电网分户接人，文中　高压侧与１介绍光伏并网按入箱是针对１０　ｋＶ专用变压器集中接入方　用以及方便投切操作。　案设计的。　２接入箱电气设计　２．１接入箱电气原理　１设计原则与思路　遵循分布式光侠电源并网及接人的技术规范，保证电　根据光侠扶贫典型设计规范以及电气设计原则，本方　整个箱内电气设计任保证性能及安全的前提下，尽量　刚锌层级问的协调配合以及电网安全稳定运行，实现分布　案中接人箱内部电气接线图如图２所示。　武光伏与电网建设的和谐统一，同时考虑光伏扶贫项目安　衡消纳以及就近集中管控的原则进行设计规划。　本方案设计适用于专用柱上变压器集中接入模式，接　　装现场偏僻、地域分散等特点，宜按照就近分散、就地平　做到简单、可操控，箱体设计为３回进线，１回出线。２．２关键器件选型　方案中所需一二次器件全部经过多次试验、专家评审　ｌ鍪　人电压等级为１０　ｋＶ，装机容量设计为８０～４００　ｋＷ，接　确定的，关键器件如表１所示。　ｌ鬻　人箱按照３回路进线、ｌ回路出线的设计模式将分布式光　２．２．１　配电智能终端　伏电源接入１０　ｋＶ专用柱上变压器低压母线端，变压器不　接用户负荷，本方案系统接入如图１所示。　Ｉ雾　配电智能终端选择ＮＭＣ８６２１Ｄ型分布式光伏综合管Ｉ嚣　控设备，该终端基于３２位工业级Ｃｏｒｔｅｘ　ａ８微处理器构　ｌ鍪　ｌ茹　ｌ鬻　２。１７＃－ｇ　１　０期　３６５期裹｝｛鼋氮化目　对大电网的影响。　２．２．３三相智能电能表　实际使用时用户自行安装，在样品’试制中，选择　ＤＴＺ１３３９（０．２Ｓ级）型，可通过ＲＳ４８５接１７１与配电智能终　端通信，具有操作简便、运行可靠性高等特点。　２．２．４集中器　ＤＪＧＺ２３一ＳＥＡ３７００是基于３２位工业级ＡＲＭ９处理内　核微处理器构建统一的核心硬件平台而开发设计的，具有　快速性、稳定性和可靠性。支持３Ｇ／ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ／ＴＤ／以　太网／光纤等网络通信方式，支持ＴＣＰ／ＵＤＰ／ＰＰＰ等网络　协议。　２．２．５其余器件　图２光伏并网接入箱内部电气接线图　熔断式隔离开关选择ＨＲ６￣５３０　６３０　Ａ，浪涌保护器选　择ＺＧＧ４０－３８５（３＋１）（ＴＹ）。　数量　１　２　ｌ　１　１　ｌ　１　表１光伏并网接入箱主要元器件　符号　名称　规格及型号　ＱＦ　专用断路器　３Ｐ＋Ｎ／ＮＭＣＩＥ２—６３０Ｙ　除此以外，接入箱内用到的其他器件还包括３个金属　氧化物避雷器、３个电流表、１个电压表、１个转换开关、　２个控开。另外辅件包括铜牌母线、行程开关、照明灯、　ＱＦ　专用断路器　ＱＳ熔断式隔离开关　ＳＰＤ　浪涌保护器ＢＫ　智能配电终端儿三相智能电能表ＺＤ集中器（预留）３Ｐ＋Ｎ／ＮＭＣ１Ｅ２－４００Ｙ　６３０Ａ／ＨＲ６－６３０　ＴＩ级／４Ｐ　ＮＭｃ８６２ｌＤ　０．５Ｓ级／ＤＴＺ１３３９　ＤＪＧＺ２３－ＳＥＡ３７００　接线盒、熔丝端子等。　２．３箱体设计　接入箱尺寸设计为１３５　ｃｍ×７０　ｃｍ×１２０　ｃｍ，箱体材　料选择２．０　ｍｍ不锈钢，箱门厚度设计为１．５　ｍｍ，正面设　计３扇门，背面两扇门，箱体垂直四边加装螺杆直通箱底，　ＴＡ２　ＴＡ１　测量ＴＡ　计量ＴＡ　４００／５　０．５级／ＬＭＺＪ１－０．６６　４００／５　０．２Ｓ级／ＬＭＺＪＩ～Ｏ．６６　３　３　建统一的核心硬件平台，硬件功能模块化设计，使得硬　两杆之间用横担连接，接人箱的三视图如图３所示。　件模块具有更好的相对独立性、互换性和通用性。硬件　模块具有自诊断和自恢复能力。采用实时嵌入式Ｌｉｎｕｘ　操作系统构建统一的系统软件平台。具有快速性、稳定　性和可靠性。同时设备内置加密芯片，所有与后台主站　数据通信均经过加密处理，满足国家电网公司信息安全　防护要求。　２．２．２　专用断路器　该断路器是针对国家能源局光伏扶贫项目专门开发的　一款新型　壳断路器，除剩余电流保护、过压、欠压等常　规功能，专¨设计开发出检有压合ｆｗＴ￣ｎ失压跳闸功能，能　够在系统出现故障时切断光伏与大电网的连接，减少光伏　系统对大电网的影响。　图３光伏并网接入箱三视图　专用断路器新增功能性能指标如表２所示。　表２光伏并网专用断路器专有性能　失压跳闸　设置值　有压合闸　设置值　定值／Ｖ　（１０—１５０）　定值／ｖ　（１５０～２２０）　失压跳闸　设置值　有压合闸　设置值　３技术特点　３．１通信功能　该接入箱支持２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ无线通信和光纤通信，可以　将并网点的电压、电流以及开关状态等信息上送至主站，　同时也可按入现有集抄系统实现电量信息远传，传送至相　ｚ　ｌ　延时／ｓ　（０～２０）　延时／ｓ　（Ｏ～３００）　暮ｌ　考虑到光伏发电系统易受外界天气环境影响、可控性　关部门。　２信息安全　垂ｌ　不高等特点，接入箱进线端配置３个该专用断路器，接　３．配电智能终端ＮＭＣ８６２１Ｄ内置ＮＲＳＥＣ３０００加密芯　奎Ｊ　入３路光伏电源，可以在任一系统发生故障时自动切断通　；Ｉ　路，系统修复后自动合闸接通大电ＩＮ，有效减少光伏系统　片，实现ＳＭ１、ＳＭ２加密算法，装置内部导入国网ＣＡ　蓦ｌ　篮　　ｌ■装村雹纛化２ｏ１　７年第】ｏ期总第３６５期　２】　国家电网公司　分布式电源接入配电网相关技术规范，　系统签发的加密证书，所有与后台收发的数据均通过加　［密，满足国家电网公司信息安全防护要求。　３．３维护便捷　２ｏｌ　３．　［３】　国家电网公司．分布式电源接入系统典型设计，２０ｆ　３　［４】　朱会敏　分布式电源接入方案研究［Ｄ１．天津：天津大学，　２Ｏｌ　ｏ　通过后台可以查看并网点相关信息，并且支持后台远　５】　曹婷，桂凌宏．分布式光伏发电并网技术的应用及其展望　程升级以及远程遥控，同时接入箱融入Ｗｉ—Ｆｉ热点，就地　［检修时无需开箱，只要在附近利用手持终端连接Ｗｉ—Ｆｉ热　点就可以进行维护。　３．４自动重合闸功能　［Ｊ］．电子制作　２０Ｉ　４（１　１）：１　０３一１　０３　［６】　杨磊　分布式光伏发电并网低压反孤岛技术的研究及应用　［Ｊ】，南京师范大学，２０１　４　（责任编辑：张峰亮）　并网点开关采用并网专用塑壳断路器，具有易操　作、明显开断指示、开断故障电流能力的功能。同时具　备失压跳闸及检有压合闸功能，失压跳闸定值宜整定为　２０％　、１０　Ｓ，检有压定值宜整定为大于８５％　。　３．５精准补贴计量　童　口山东电力首台电缆隧道巡检机器人投运　９月２５日，国网山东省电力公司首台电缆隧道智　该并网接入箱计量互感器采用０．２ｓ级，充分保证计　量的准确度，计量表采用ＤＴＺＩ３３９三相智能电能表，精　度为有功０．５Ｓ级，无功２．０级，具备双向有功和四象限　无功计量、事件记录等功能，配有标准通信接ＩＺＩ。电量采　集信息能够准确无误的上传到相关电网管理部门，为光伏　扶贫计算电量补贴提供有效依据　能巡检机器人在青岛２２０　ｋＶ合肥路电缆隧道投入试运　行，成为２４　ｈ“电缆卫士”。该巡检机器人不但能精准　检测设备、详细记录巡检数据，还实现了对隧道内设　备、环境的全天候自主巡检，为高压电缆安全运行提　供了重要保障。　合肥路电缆隧道智能机器人巡检项目在山东省内　也是首次投入实际运行。该项目经过前期现场实地查　勘、施工方案编制确定等工作，于８月２２日正式启动　４安装与实验　该光伏并网接人箱安装于ｌ０　ｋＶ变压器低压侧，采　取悬挂式安装，下沿距离地面不低于２．０　ｍ，有防汛需　求可适当加高。光伏电源由接入箱侧下方进人，进线采　用电缆（铜芯、铝芯或稀土高铁铝合金芯）或交联聚乙　建设。电缆隧道智能巡检机器人具有较高的防护能力　和可靠性，可带动检测组件沿轨道实现水平、爬坡、　绕弯运动，具备自动巡检、突发事件处理和远程监控　功能。　烯绝缘软铜导线，电杆外侧敷设，低压进线优先选择　副杆，使用电缆卡抱固定，若采用电缆入地敷设时，由　光伏并网接入箱底部进线。接入箱出线至变压器低压侧　部分选用ＪＫＴＲＹＪ—ｌ—ｌ×３００　ｍｍ　架空绝缘导线或ＺＣ—　ＥＦＲ－０．６／１　ｋＶ一３００柔性电缆。　该光伏并网接入箱在国网电科院试验验证中心通过型　式试验和ＥＭＣ试验，并取得相应实验报告，同时在南瑞　集团光伏示范基地挂网运行，至今运行稳定。　国网山东电力为机器人本体搭载了高清球机摄像　机、拾音器、烟雾传感器、温湿度传感器、有害气体　传感器等设备，机器人通过轨道行走方式，对隧道中　电缆外观及其它辅助设备外观进行检查诊断，对隧道　内的整体运行环境状态进行实时监测，并将巡检数据　５结束语　文中所述光伏并网接入箱是国家扶贫政策与光伏发电　跨界融合的产物，不同干传统的并网接人装置，光伏扶贫　自动保存到系统后台，生成检测分析报告，也可与现　有在线监测系统有机地联动结合，使线路运维人员足　不出户即可掌握电缆隧道内部设备、环境状况，为应　急抢修提供了便利。　电缆隧道巡检机器人的应用，对保障电网安全运　是扶贫工作的新领域，将解决贫困地区无电和贫困家庭低　收入的问题，该并网接人箱的应用于推广不仅关系到扶贫　政策的落实，更能推动光伏产业更上一个台阶。　行具有重要意义。国网山东电力通过开发一系列电网　巡检机器人，不仅实现了对电网设备运行状态和环境　ｌ富　参考文献　［１】　国家电网公司．　分布式光伏扶贫项目接网工程典型设　计．２０Ｉ　６　的实时监测，提高了巡检过程的自动化程度、准确度　Ｉ孽　及精度，也实现了机器对人工的替代，降低了运维人　ｌ基　员的作业风险，提高了工作效率。　ｌ耄　ｌ　１　来源：国网山东省电力公司　Ｉ呈　ｌ宝　２。ｌ７午第　。期总第３６５期裹树雹交化－重